Voalohany, ny rafitra sy ny toetran'ny kristaly SiC.
Ny SiC dia fitambarana mimari-droa noforonin'ny singa Si sy singa C amin'ny ratio 1: 1, izany hoe 50% silisiôma (Si) ary 50% karbona (C), ary ny singa fototra fototra dia SI-C tetrahedron.
Diagram schematic amin'ny rafitra tetrahedron silisiôma karbida
Ohatra, ny ataoma Si dia lehibe amin'ny savaivony, mitovy amin'ny paoma, ary ny ataoma C dia kely ny savaivony, mitovy amin'ny voasary, ary ny voasary sy ny paoma mitovy isa dia miangona mba hamorona kristaly SiC.
Ny SiC dia fitambarana mimari-droa, izay misy ny elanelan'ny atomika Si-Si dia 3.89 A, ahoana no hahafantarana an'io elanelana io?Amin'izao fotoana izao, ny milina litografika tena tsara indrindra eny an-tsena dia manana ny fahamarinan'ny lithography amin'ny 3nm, izay halavirana 30A, ary ny fahamarinan'ny lithography dia avo 8 heny noho ny halaviran'ny atomika.
Ny angovo fatorana Si-Si dia 310 kJ / mol, mba ho azonao fa ny angovo fatorana dia ny hery mampisaraka ireo atôma roa ireo, ary ny lehibe kokoa ny angovo fatorana, ny lehibe kokoa ny hery ilainao hisaraka.
Ohatra, ny ataoma Si dia lehibe amin'ny savaivony, mitovy amin'ny paoma, ary ny ataoma C dia kely ny savaivony, mitovy amin'ny voasary, ary ny voasary sy ny paoma mitovy isa dia miangona mba hamorona kristaly SiC.
Ny SiC dia fitambarana mimari-droa, izay misy ny elanelan'ny atomika Si-Si dia 3.89 A, ahoana no hahafantarana an'io elanelana io?Amin'izao fotoana izao, ny milina litografika tena tsara indrindra eny an-tsena dia manana ny fahamarinan'ny lithography amin'ny 3nm, izay halavirana 30A, ary ny fahamarinan'ny lithography dia avo 8 heny noho ny halaviran'ny atomika.
Ny angovo fatorana Si-Si dia 310 kJ / mol, mba ho azonao fa ny angovo fatorana dia ny hery mampisaraka ireo atôma roa ireo, ary ny lehibe kokoa ny angovo fatorana, ny lehibe kokoa ny hery ilainao hisaraka.
Diagram schematic amin'ny rafitra tetrahedron silisiôma karbida
Ohatra, ny ataoma Si dia lehibe amin'ny savaivony, mitovy amin'ny paoma, ary ny ataoma C dia kely ny savaivony, mitovy amin'ny voasary, ary ny voasary sy ny paoma mitovy isa dia miangona mba hamorona kristaly SiC.
Ny SiC dia fitambarana mimari-droa, izay misy ny elanelan'ny atomika Si-Si dia 3.89 A, ahoana no hahafantarana an'io elanelana io?Amin'izao fotoana izao, ny milina litografika tena tsara indrindra eny an-tsena dia manana ny fahamarinan'ny lithography amin'ny 3nm, izay halavirana 30A, ary ny fahamarinan'ny lithography dia avo 8 heny noho ny halaviran'ny atomika.
Ny angovo fatorana Si-Si dia 310 kJ / mol, mba ho azonao fa ny angovo fatorana dia ny hery mampisaraka ireo atôma roa ireo, ary ny lehibe kokoa ny angovo fatorana, ny lehibe kokoa ny hery ilainao hisaraka.
Ohatra, ny ataoma Si dia lehibe amin'ny savaivony, mitovy amin'ny paoma, ary ny ataoma C dia kely ny savaivony, mitovy amin'ny voasary, ary ny voasary sy ny paoma mitovy isa dia miangona mba hamorona kristaly SiC.
Ny SiC dia fitambarana mimari-droa, izay misy ny elanelan'ny atomika Si-Si dia 3.89 A, ahoana no hahafantarana an'io elanelana io?Amin'izao fotoana izao, ny milina litografika tena tsara indrindra eny an-tsena dia manana ny fahamarinan'ny lithography amin'ny 3nm, izay halavirana 30A, ary ny fahamarinan'ny lithography dia avo 8 heny noho ny halaviran'ny atomika.
Ny angovo fatorana Si-Si dia 310 kJ / mol, mba ho azonao fa ny angovo fatorana dia ny hery mampisaraka ireo atôma roa ireo, ary ny lehibe kokoa ny angovo fatorana, ny lehibe kokoa ny hery ilainao hisaraka.
Fantatsika fa ny zavatra rehetra dia voaforon'ny atôma, ary ny firafitry ny kristaly dia fandaharana tsy tapaka ny atoma, izay antsoina hoe filaharana lavitra, toy izao manaraka izao.Ny singa kristaly kely indrindra dia antsoina hoe sela, raha rafitra toratelo ny sela, dia antsoina hoe toratelo mifanakaiky izy io, ary rafitra hexagonal ny sela, dia antsoina hoe hexagonal akaiky.
Ny karazana kristaly SiC mahazatra dia misy 3C-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC, 15R-SiC, sns. Ny filaharan'izy ireo amin'ny lalana c axis dia aseho amin'ny sary.
Anisan'izany, ny filaharan'ny stacking fototra amin'ny 4H-SiC dia ABCB... ;Ny filaharan'ny stacking fototra amin'ny 6H-SiC dia ABCACB...;Ny filaharan'ny stacking fototra amin'ny 15R-SiC dia ABCACBCABACABCB... .
Izany dia azo jerena ho toy ny biriky amin'ny fanorenana trano, ny sasany amin'ireo biriky trano dia manana fomba telo hametrahana azy, ny sasany manana fomba efatra amin'ny fametrahana azy, ny sasany manana fomba enina.
Ny mari-pamantarana sela fototra amin'ireo karazana kristaly SiC mahazatra ireo dia aseho amin'ny tabilao:
Inona no dikan'ny a, b, c ary zoro?Ny firafitry ny sela kely indrindra amin'ny semiconductor SiC dia nofaritana toy izao manaraka izao:
Raha ny cellule iray ihany dia ho hafa ihany koa ny firafitry ny kristaly, izany hoe mividy loteria isika, ny isa mpandresy dia 1, 2, 3, nividy 1, 2, 3 isa telo ianao, fa raha ny isa no voalamina. hafa, ny fandresena dia tsy mitovy, ka ny isa sy ny filaharan'ny kristaly iray ihany, dia azo antsoina hoe kristaly iray ihany.
Ity sary manaraka ity dia mampiseho ny fomba stacking mahazatra roa, ny fahasamihafana amin'ny fomba stacking amin'ny atoma ambony, ny rafitra kristaly dia tsy mitovy.
Ny rafitra kristaly noforonin'ny SiC dia mifandray mafy amin'ny hafanana.Eo ambanin'ny hetsika ny mari-pana ambony 1900 ~ 2000 ℃, 3C-SiC dia hiova tsikelikely ho hexagonal SiC polyform toy ny 6H-SiC noho ny mahantra ara-drafitra fahamarinan-toerana.Izany indrindra dia noho ny fifandraisana matanjaka eo amin'ny mety hisian'ny polymorphs SiC sy ny mari-pana, ary ny tsy fandriam-pahalemana amin'ny 3C-SiC mihitsy, ny tahan'ny fitomboan'ny 3C-SiC dia sarotra ny manatsara, ary sarotra ny fanomanana.Ny rafitra hexagonal an'ny 4H-SiC sy 6H-SiC no mahazatra indrindra sy mora kokoa ny manomana, ary ianarana betsaka noho ny toetrany manokana.
Ny halavan'ny fatorana amin'ny fatorana SI-C amin'ny kristaly SiC dia 1.89A ihany, fa ny angovo mamatotra dia avo toy ny 4.53eV.Noho izany, ny elanelana misy ny angovo eo amin'ny fanjakana mifamatotra sy ny fanjakana manohitra ny fatorana dia tena lehibe, ary azo amboarina ny elanelana midadasika, izay imbetsaka ny an'ny Si sy GaAs.Ny sakan'ny elanelana ambony kokoa dia midika fa ny rafitra kristaly amin'ny hafanana avo dia miorina.Ny elektronika herinaratra mifandraika dia afaka mahatsapa ny toetran'ny fiasana maharitra amin'ny hafanana avo sy ny firafitry ny fanaparitahana hafanana.
Ny fatorana mafy amin'ny fatorana Si-C dia mahatonga ny mason-tsivana manana fatran'ny vibration avo, izany hoe, phonon angovo avo, izay midika fa ny kristaly SiC dia manana fifindran'ny elektronika avo lenta sy conductivity mafana, ary ny fitaovana elektronika mifandraika amin'izany dia manana a hafainganam-pandeha ambony sy azo itokisana, izay mampihena ny mety hisian'ny tsy fahombiazan'ny fitaovana.Ho fanampin'izany, ny tanjaky ny sehatry ny fahatapahan'ny SiC dia mamela azy hahatratra ny fifantohana doping avo kokoa ary manana fanoherana ambany kokoa.
Faharoa, ny tantaran'ny fivoaran'ny kristaly SiC
Tamin'ny 1905, ny Dr. Henri Moissan dia nahita kristaly SiC voajanahary tao amin'ny lavaka, izay hitany fa mitovy amin'ny diamondra ary nomena anarana hoe diamondra Mosan.
Raha ny marina, tany am-piandohan'ny taona 1885 dia nahazo SiC i Acheson tamin'ny fampifangaroana coke amin'ny silica ary nafanaina tao anaty lafaoro elektrika.Noheverin’ny olona ho diamondra mifangaro izy io tamin’izany, ka nantsoiny hoe emery.
Tamin'ny taona 1892, nanatsara ny fizotran'ny synthesis i Acheson, nafangarony ny fasika quartz, coke, sombin-kazo kely sy NaCl, ary nafanaina tao anaty lafaoro elektrika ho 2700 ℃, ary nahazoana kristaly SiC scaly.Ity fomba fametahana kristaly SiC ity dia fantatra amin'ny anarana hoe fomba Acheson ary mbola fomba fanao mahazatra amin'ny famokarana abrasive SiC amin'ny indostria.Noho ny fahadiovana ambany ny akora synthetic sy ny dingan'ny synthesis marokoroko, Acheson fomba mamokatra kokoa SiC loto, mahantra kristaly tsy fivadihana sy ny kristaly kely savaivony, izay sarotra ny mahafeno ny fepetra takian'ny ny semiconductor indostria ho an'ny lehibe-habe, ny fahadiovana avo sy avo. - kristaly kalitao, ary tsy azo ampiasaina amin'ny fanamboarana fitaovana elektronika.
Lely avy ao amin'ny Philips Laboratory dia nanolotra fomba vaovao hampitomboana ny kristaly tokana SiC tamin'ny taona 1955. Amin'ity fomba ity, ny grafit crucible dia ampiasaina ho sambo fitomboana, ny kristaly vovoka SiC dia ampiasaina ho akora amin'ny fitomboan'ny kristaly SiC, ary ny grafit porous dia ampiasaina mba hitokantokana. faritra poakaty avy eo afovoan'ny akora mitombo.Rehefa mitombo, ny grafit crucible dia nafanaina ho 2500 ℃ eo ambanin'ny rivotra Ar na H2, ary ny periferika SiC vovoka dia sublimed sy levona ho Si sy C etona akora dingana, ary ny SiC kristaly dia mitombo ao amin'ny afovoany faritra lavaka aorian'ny entona. ny fikorianan'ny dia mifindra amin'ny alalan'ny porous graphite.
Fahatelo, teknolojia fitomboan'ny kristaly SiC
Ny fitomboan'ny kristaly tokana amin'ny SiC dia sarotra noho ny toetrany manokana.Izany dia noho ny tsy fisian'ny dingan-drano miaraka amin'ny tahan'ny stoichiometric Si: C = 1: 1 amin'ny tsindry amin'ny atmosfera, ary tsy azo ampitomboina amin'ny fomba fitomboana matotra kokoa ampiasain'ny fizotry ny fitomboan'ny semiconductor amin'izao fotoana izao. indostria - cZ fomba, lavo crucible fomba sy ny fomba hafa.Araka ny kajy ara-teorika, raha tsy mihoatra ny 10E5atm ny tsindry sy ny mari-pana ambony noho ny 3200 ℃, ny tahan'ny stoichiometric amin'ny Si: C = 1: 1 dia azo alaina.Mba handresena an'io olana io dia nanao ezaka tsy an-kiato ny mpahay siansa mba hanolotra fomba isan-karazany hahazoana kristaly avo lenta, habe lehibe ary kristaly SiC mora.Amin'izao fotoana izao, ny tena fomba dia PVT fomba, ranon-javatra dingana fomba sy ny mari-pana avo lenta simika deposition fomba.
Fotoana fandefasana: Jan-24-2024